Такое оборудование, как фильтры с мелкими фильтрующими материалами, волоконные фильтры, механические фильтры с кварцевым песком и модифицированные шаровые фильтры с короткими-волокнами, служат первой линией защиты при предварительной-очистке воды. В основных установках предварительной-очистки операции обратной промывки напрямую определяют эффективность фильтрации и срок службы оборудования. Как оценить эффективность обратной промывки? В каких случаях требуется обратная промывка? Каковы технологические показатели определения необходимости обратной промывки? Операторы первой-линейной линии часто сталкиваются с дилеммой: либо обратная промывка слишком ранняя и частая,-напрасная трата воды и электроэнергии, вызывая износ фильтрующего материала-, либо слишком продолжительный цикл и слишком поздняя обратная промывка, что приводит к образованию каналов, уплотнению фильтрующего слоя и некачественному качеству сточных вод. Последний сценарий создает чрезмерную нагрузку на мембраны обратного осмоса, расположенные ниже по потоку, сокращая их срок службы и вызывая преждевременный выход из строя. В этом обзоре изложена логика обратной промывки фильтров, которая поможет специалистам по очистке воды найти правильный баланс между производительностью и стоимостью.
1. Определение цикла обратной промывки на основе качества воды
Quartz sand filters primarily rely on the entrapment capability of the quartz sand media within the vessel to remove large impurities such as silt and suspended solids. Once the voids in the filter bed become saturated with impurities, backwashing is necessary to flush out the trapped contaminants and restore filtration capacity. For municipal tap water or surface water with stable quality and normal turbidity, a newly filled quartz sand filter can initially operate on a 72-hour cycle, with adjustments made later based on actual performance. For influent with turbidity >10 NTU or high suspended solids (SS >50 мг/л), частоту обратной промывки следует увеличить до одного раза в 12 часов, чтобы предотвратить засорение и уплотнение фильтрующего слоя. Рекомендуется комбинированная обратная промывка воздухом-водой: сначала продувка воздухом в течение 5 минут для разрушения уплотненного слоя фильтра; во-вторых, обратная промывка водой; и, наконец, прямая промывка до тех пор, пока мутность сточных вод не будет соответствовать стандартам. Если поступающие взвешенные вещества высоки и слой фильтра склонен к уплотнению, время очистки воздухом может быть увеличено; однако в случае переноса песка-или потери фильтрующего материала продолжительность обратной промывки и интенсивность потока необходимо немедленно уменьшить. Критерием определения эффективности обратной промывки является то, что мутность сточных вод после обратной промывки не превышает 5 NTU. Чрезмерная промывка не требуется; это приводит к потере воды и электроэнергии, ускоряет износ и измельчение кварцевого песка и в конечном итоге сокращает срок службы фильтрующего материала. Фильтрующий материал с кварцевым песком обычно не требует полной замены; достаточна периодическая обратная промывка с добавлением нового материала для компенсации обычных потерь. Цикл полной замены обычно составляет три года; однако, если мутность сточных вод не соответствует стандартам даже после обратной промывки, фильтрующий материал необходимо заменить.
2. Определение частоты обратной промывки на основе состояния адсорбции.
Активированный уголь в первую очередь удаляет остаточный хлор, запахи, обесцвечивание и органические вещества путем адсорбции. Его логика обратной промывки немного отличается от логики кварцевого песка: хотя поверхностные-захваченные примеси должны быть смыты, обратная промывка не должна быть настолько частой, чтобы снизить эффективность адсорбции. Для стандартной очистки питьевой воды со стабильным уровнем остаточного хлора в приходящей воде целесообразно проводить обратную промывку один раз в пять дней. Если приток имеет высокое содержание органических веществ, этот интервал можно сократить до одного раза в два дня; конкретные корректировки должны быть сделаны на основе перепадов рабочего давления. Ежедневный мониторинг содержания остаточного хлора в сточных водах необходим для регулярного технического обслуживания. Если уровень остаточного хлора превышает допустимый предел, это указывает на то, что активированный уголь достиг адсорбционного насыщения; обратная промывка будет неэффективной, и фильтрующий материал необходимо заменить. Активированный уголь имеет ограниченную адсорбционную способность, нормальный цикл замены составляет около 18 месяцев; более низкое качество поступающей воды или более высокое потребление воды сократят этот цикл. Если сырая вода имеет отчетливый биологический запах или существуют строгие требования по контролю остаточного хлора, нельзя продлевать циклы обратной промывки или замены только ради экономии средств. В противном случае остаточный хлор, попадающий в последующую систему обратного осмоса, может окислить и повредить мембранные элементы, что приведет к гораздо более серьезным потерям.
Чрезмерная обратная промывка не только приводит к потере воды и электроэнергии, но также вызывает трение между частицами фильтрующего материала, ускоряя их износ и измельчение. Немедленная обратная промывка необходима, если перепад давления между входом и выходом превышает 0,05–0,1 МПа или если мутность сточных вод или уровень остаточного хлора превышают установленные нормы.
